Расчёт смещений в повторно используемой выработке, проводимой с опережением лавы и существующей в течение всего времени отработки второй лавы.

Расчётные формулы даны в табл. 5.36.

Таблица 5.36 - Формулы расчёта смещений в полностью повторно используемом откаточном штреке, проводимом с опережением лавы при  (выработка 13у, рис. 5.17).

Степень влияния соседних пластов свиты	Формулы расчёта смещений кровли  и почвы  выработки
Одиночный пласт
Предварительная надработка или подработка
Последующая надработка
Последующая подработка
Последующая надработка с влиянием целика на надрабатывающем пласте
Последующая подработка с влиянием целика на подрабатывающем пласте

 

В случае, если , в выражение  во всех случаях добавляется произведение , где ,  - скорость подвигания лавы, м/мес.

См. примечание к табл. 5.30.

В формулы таблиц 5.24 – 5.36 входят следующие параметры:

 - коэффициент, учитывающий способ проведения выработки, ед. При БВР , при комбайновом способе принимается по табл. 5.37.

Таблица 5.37 - Величина коэффициента .

Отношение	≤16	16 ÷ 20	20 ÷ 25	>25
, ед.	0,6	0,8	1,0	1,1

 

 - смещения пород под влиянием проведения выработки, мм. Принимается по рис. 31 [4] или по формулам

при     , (5.30)

при ,       (5.31)

 - средняя скорость смещений пород выработки вне зоны влияния очистных работ, мм/мес. Принимается по рис. 32 [4] или по формуле

.          (5.32)

 - время поддержания выработки вне зоны влияния очистного забоя (в массиве), мес.;

 - время поддержания выработки в зоне остаточного опорного давления (за очистным забоем), мес.

При расчёте смещений в подготовительных выработках учитывается время поддержания выработки вне зоны влияния очистных работ t₀ и в зоне остаточного опорного давления (в выработанном пространстве за лавой) t₁. Они определяются для каждого конкретного случая.

Для характерных сечений выработок при некоторых способах их охраны эти величины на момент погашения выработки приведены, на рисунке 5.18.

В том случае если, при принятом способе охраны подготовительной выработки величины t₀ и t₁ различны для различных участков выработки, следует рассчитывать смещения на контуре выработки для двух её характерных сечений: в начале и в конце выработки.

 

Рисунок 5.18 – Схемы к расчёту времени нахождения выработки вне зоны влияния очистных работ t₀ и в зоне остаточного опорного давления t₁: t_пр – время проведения выработки, мес.; t_оч – время отработки лавой выемочного поля, мес.; l_оп – величина зоны опорного давления впереди лавы, м; l_опер – величина опережения забоя лавы забоем выработки, м; V_пр – скорость проведения выработки, м/мес.; V_оч – скорость ведения очистных работ, м/мес.

Необходимо помнить, что для наклонных выработок, также изменяется глубина расположения для начала и конца выработки, поэтому все величины, входящие в формулы для расчёта U_к и U_п, и сами смещения определяются для H_min и H_max.

 - смещения пород выработки в зоне временного опорного давления лавы, мм. Определяется по рис. 33 [4] или по формулам

при ,             (5.33)

при ,   (5.34)

 - коэффициент, учитывающий влияние площади сечения выработки  в свету, ед. Принимается по табл. 33 [4] или по формуле

       (5.35)

 - коэффициент, учитывающий долю смещений пород кровли выработки в общих смещениях, ед. Принимается по рис. 43 [4] или по формулам

при                  (5.36)

при    (5.37)

при    (5.38)

 - смещения пород выработки за период влияния временного опорного давления надрабатывающей лавы, мм. Принимается по рис. 40 [4] или по формуле

          (5.39)

где  - мощность пород междупластья, м.

 - средняя скорость смещения пород выработки, находящейся в надработанном массиве, мм/мес. Принимается по рис. 41 [4] или по формуле

,           (5.40)

 - время поддержания выработки после надработки, мес.;

 - смещения пород выработки за период влияния временного опорного давления подрабатывающей лавы, мм. Принимается по рис. 42 [4] или по формуле

,     (5.41)

 - коэффициент, учитывающий литологический состав пород между выработкой и подрабатывающим пластом, ед. Если в этой толще находится до 50% песчаников или известняков, то ; 51÷75% - ; 76÷100% - ;

 - коэффициент, учитывающий время поддержания подработанной выработки ( , лет), ед. Принимается по табл. 35 [4] или по формуле

,       (5.42)

 - смещения пород в присечных выработках при проведении, мм. Принимается по рис. 45 [4] или по формуле

,     (5.43)

 - средняя скорость смещения пород в присечных выработках вне зоны влияния очистных работ, мм/мес. Принимается по рис. 46 [4] или по формуле

,       (5.44)

 - смещения пород в присечных выработках в зоне временного опорного давления лавы, мм. Принимается по рис. 47 [4] или по формулам

при ,  (5.45))

при . (5.46)

 - коэффициент, учитывающий влияние места расположения присечной выработки относительно границы выработанного пространства, ед. Принимается  - в случае полной присечки и  - в случае присечки с оставлением целика угля или изолирующей полосы.

 - смещения пород за период влияния временного опорного давления второй лавы, мм;

 - коэффициент, учитывающий влияние податливости искусственных сооружений на опускание кровли, ед. Принимается:  - для литых полос,  - для железобетонных тумб,  - для органной крепи,  - для костров из шпального бруса и бутовых полос, возводимых скреперной установкой,  - для костров из круглого леса;

 - средняя скорость смещения пород в зоне остаточного опорного давления, мм/месс. Принимается по рис. 55 [4] или по формуле

,         (5.47)

 - смещения пород в выработке за период временного опорного давления первой лавы, мм. Принимается по рис. 57 [4] или по формуле

       (5.48)

 - ширина целика, м;

 - смещения пород в выработке за период временного опорного давления второй лавы, мм;

,      (5.49)

 - коэффициент влияния второго очистного забоя. Принимается по табл. 48 [4] или по формуле

,            (5.50)

 - смещения пород позади забоя первой лавы в течение двух месяцев, мм. Принимается по рис. 58 [4] или по формуле

(5.51)

 - средняя скорость смещения пород в зоне остаточного опорного давления позади первой лавы, мм/мес. Принимается по рис. 59 [4] или по формуле

(5.52)

 - смещение пород в выработках, проводимых за очистным забоем, мм. Определяется по рис. 61 [4] или по формуле

,              (5.53)

Примеры расчёта смещений приведены в приложении В.

 

Результаты расчёта смещений по вариантам охраны представляются в форме таблицы 5.38.

Таблица 5.38 - Смещения пород в выработках по вариантам.

Наименование варианта охраны выработок	Наименование выработки	Смещения пород, мм
		в начале выработки		в конце выработки
		кровля	почва	кровля	почва

5.2.4 Разработка рациональных паспортов крепления и охраны выработок (подраздел 2.5)

В подразделе 2.5 следует разработать паспорт крепления и охраны каждой выработки в каждом варианте охраны. Паспорт включает в себя следующие сведения:

- тип крепи;

- плотность установки крепи, рам/м;

- мероприятия по уменьшению смещений кровли выработки (тип мероприятия, его основные параметры, участок выработки, на котором оно применяется);

- мероприятия по уменьшению смещений почвы выработки (тип мероприятия, его основные параметры, участок выработки, на котором оно применяется);

- отсутствие или наличие перекрепления выработки (в последнем случае следует указать участок перекрепления);

- отсутствие или наличие подрывки почвы выработки (в последнем случае следует указать участок подрывки и среднюю величину подрывки).

При разработке паспортов следует стремиться к безремонтному поддержанию выработок, кроме шахтного варианта, который для сравнения остаётся неизменным. При этом в качестве подварианта может быть принят улучшенный шахтный вариант.

Следует учитывать, что смещения, полученные в подразделе 2.4, получены для плотности установки крепи в выработке – 1 рама/м.

Оптимизация паспортов крепления и охраны производится графоаналитическим методом, используя диаграммы смещений кровли и почвы по длине данной выработки. Методика разработки паспортов изложена в приложении В.

При выборе типа крепи необходимо исходить из того, чтобы технологическая податливость крепи  была больше смещений пород кровли  за весь срок службы, т.е. .

В выработках со смещениями пород кровли до 100 мм допускается установка анкерной крепи с опорными плитами и решетчатой затяжкой с длиной анкеров 1,8÷2,0 м с плотностью их установки 0,8÷1,0 анкер/м².

В выработках, где смещения пород кровли не превышают 300 мм, следует применять трёхзвенные металлические податливые крепи типа АП-3, АПК-3 и другие с аналогичными параметрами.

В выработках со смещениями пород кровли 300 ÷ 600 мм необходимо применять пятизвенные металлические податливые крепи типа АП-5, АКП-5 с податливостью в ножках 300 мм или крепи типа АП-3, АПК-3 в комбинации с анкерной крепью.

При смещениях кровли 600 ÷ 1000 мм нужно применять пятизвенные металлические податливые крепи типа АП-5, АКП-5 с податливостью в ножках 500 или 700 мм (с технологической податливостью крепи 800 или 1000 мм).

При смещениях кровли 1000 ÷ 1500 мм следует применять пятизвенные металлические податливые крепи типа АП-5, АКП-5 с технологической податливостью крепи 1000 мм в комбинации с анкерной крепью (длина анкеров 2,0÷2,5 м, плотность установки 1,2÷1,5 анкера/м², закрепляемых по всей длине скважины).

В том случае, когда смещения пород кровли превышают 1500 мм, наряду с анкерами необходимо предусматривать различные способы упрочнения пород вокруг выработки или снижения величины напряжения в них.

 

Минимальная плотность установки основной крепи определяется следующим образом.

В соответствии с п. 5.29-5.31 расчётная нагрузка на податливую рамную крепь Р со стороны кровли, кПа, определяется по формуле (45) [4]

,           (5.54)

где k _п – коэффициент перегрузки, принимается по таблице 5.39;

k _н – коэффициент надёжности, для околоствольных выработок – 1,1; для остальных выработок – 1;

Таблица 5.39 – Определение коэффициента перегрузки.

Величина смещения U, мм	Коэффициент kп для выработок
	главных вскрывающих	магистральных и других
до 50	1,25	1,1
50 ÷ 200	1,1	1,05
200 ÷ 500	1,05	1
более 500	1	1

 

k _пр – коэффициент учитывающий способ проведения выработки, определяется по таблице 5.37;

В – ширина выработки в проходке, м, определяется по таблицам приложения А;

Р^н – нормативная нагрузка на крепь. Определяется по рисунку 5 [4] (приложение Д), в зависимости от величины смещений U:

∆ - конструктивная податливость крепи , определяется по таблицам приложения А, мм;

,          (5.55)

где U_t – смещения до установки крепи, мм:

,         (5.56)

где U_к – расчётные смещения пород кровли, мм;

k _t – коэффициент влияния времени установки постоянной крепи на смещение пород, определяется по рисунку 5.19, когда крепь устанавливается при проведении выработки, коэффициент k _t = 0;

U_з – смещения, компенсируемые за счёт сжатия закладки, принимаются 25% от толщины забутовочного слоя. Толщина забутовки принимается 80 ÷ 100 мм;

U_кр - конструктивная податливость крепи, определяется по таблицам приложения А;

U_p - резерв смещений. Для податливой крепи U_p = 0.

В том случае, когда податливость крепи U_кр больше смещений пород кровли U_к, то Р^н определяют по величине ординаты прямолинейного участка линии U – Р^н (приложение Д).

В том случае, когда по каким-то причинам податливость крепи принята меньше смещений пород кровли, т.е. U_кр<U_к, то для нахождения Р^н на оси U откладывают значение U_к и идут по прямолинейному, затем по криволинейному участку линии до пересечения с вертикалью, проведённой из точки с расчётным значением U. Ордината точки пересечения даст значение Р^н.

По таблицам приложения А определяется профиль крепи и несущая способность (N) крепи.

Плотность установки крепи определяется по формуле [4]:

.             (5.57)

Окончательно количество рам крепи на 1 м выработки округляется в большую сторону (таблица 5.45) и принимается кратным 0,25 (плотность установки крепи не может быть менее 1 рама/м).

 

При выборе дополнительных мероприятий по обеспечению устойчивости выработок, следует учитывать класс выработки (подготавливающая, подготовительная), а также эффект данного мероприятия.

Рекомендации представлены в табл. 5.40 и 5.41.

 

Рисунок 5.19 – График для определения коэффициента k_t при t<1 года.

 

Таблица 5.40 – Мероприятия по уменьшению смещений кровли выработки.

Мероприятие	Область применения	Эффективность мероприятия
Крепь усиления	Подготовительные и подготавливающие выработки	См. текст ниже
Уплотнение крепи	То же	См. табл. 5.46
Качественная забутовка закрепного пространства или его тампонаж	То же	Уменьшение  в 1,2 ÷ 1,4 раза
Предварительный распор крепи	То же	Уменьшение  и  в 1,4 раза
Отсечное торпедирование	Подготовительная выработка при охране искусственным сооружением, труднообрушаемая кровля	Уменьшение  в 1,2 раза
Анкерование кровли и частично боков выработки	Подготавливающие и подготовительные выработки	См. табл. 5.47
Упрочнение пород кровли и частично боков выработки скрепляющими веществами	Подготавливающие и подготовительные выработки при	См. формулу 5.58

Таблица 5.41 – Мероприятия по уменьшению смещений почвы выработки.

Мероприятие	Область применения	Эффективность мероприятия
Анкерование почвы	Подготовительные и подготавливающие выработки, если это мероприятие полностью исключает подрывку почвы	См. табл. 5.47
Взрывощелевая разгрузка почвы (ВЩР)	Подготавливающие и подготовительные выработки	Уменьшение  в 2÷3 раза, увеличение  в 1,10 ÷ 1,15 раза
Компенсационная щель по центру выработки	Подготавливающие и подготовительные выработки, проведение мероприятия – при подрывке почвы	Последующие после подрывки смещения почвы уменьшаются в 2 раза
Активная разгрузка почвы с последующим её упрочнением (АРПУ)	Подготавливающие выработки	Уменьшение  в 2 ÷ 4 раза
Скважинная разгрузка	Пластовые подготавливающие выработки	Уменьшение  в 3 раза, увеличение  на , где  - диаметр скважин
	Подготовительные выработки	Уменьшение  в 2÷3 раза, увеличение  на , где  - диаметр скважин

 

Суть мероприятий, приведенных в таблицах 5.40 и 5.41 заключается в следующем.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: